【摘 要】使用GIS軟件并結合層次分析法對滑坡風險評價進行了介紹,主要包括GIS軟件在風險評估時的應用,滑坡危險性評價因子的選取,層次分析法的使用。對滑坡風險評估有顯著效果。
【關鍵詞】滑坡;GIS;層次分析法;風險評估
滑坡是巖土體失穩(wěn)運動的重要形式。滑坡按照組成物質不同可分為堆巖滑坡、基巖滑坡;根據穩(wěn)定性不同可以分為不穩(wěn)定、次穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、穩(wěn)定等幾類。層次分析法與GIS相結合進行地質災害評定其評定結果具有很高的參考價值。
一、基于GIS的滑坡風險分析方法
基于GIS的滑坡風險評估主要是在GIS軟件技術幫助下整合空間數據,建立空間模型,對滑坡風險進行評價。具體步驟如下:
(一)數據庫的建立
首先建立圖形數據庫,然后建立屬性數據庫,最后再把這兩個數據庫相連接,數據庫必須編碼統(tǒng)一。
(二)系統(tǒng)集成思路、模式
屬性數據采用數據庫進行存儲。對數據建立列表,定義其屬性,并且相連接。
(三)滑坡危險性預警系統(tǒng)應用
一般有兩種危險性區(qū)劃圖生成方法。一是先設置各個因子的柵格文件,權重,生成危險性區(qū)劃圖。另一種是先設置危險性分級,然后讀入設置好的文件。
二、層次分析法的計算原理及方法
通過分級將評價因子賦值,通過層次分析法計算驗證并得到各風險因子的權重。單災種地質災害易發(fā)程度綜合指數公式:
式中:Z—單災種地質災害易發(fā)程度綜合指數;
wi—第 i個評價因子權重;
xi—第 i個評價因子分級所屬值。
三、危險性評價因子的選取
根據所選區(qū)域實際調查情況,文章主要選擇坡度、坡向、地層巖性、地質構造、水系和降雨6個因素作為地質災害危險性評價因子。
(一)坡度
研究表明,重力是造成地質災害發(fā)生的根本原因,在陡峭的斜坡上,下滑力增加,易產生滑坡、崩塌等地質災害。
(二)坡向
不同斜坡坡向的太陽輻射強度等條件不同,影響了水蒸發(fā)量、植被覆蓋、坡面侵蝕等諸多因素因而影響了滑坡穩(wěn)定性。
(三)地層巖性
地層巖性及其結構特征是影響地質災害發(fā)育和分布的重要內在因素之一。它包過群、組、段等不同級別。根據所選區(qū)域的面積大小,進行級別選取。
(四)地質構造
地質構造是指組成地殼的巖層和巖體在內、外動力地質作用下發(fā)生的變形變位,在內外地質作用下,發(fā)生變形和變位后,形成的幾何體,或殘留下的形跡。
(五)水系
水對斜坡穩(wěn)定性 的影響主要包括流水沖刷、軟化作用、浮力減重和動水壓力。在ArcGIS 軟件中根據水系距離進行分級。
(六)降雨
降雨會形成地表徑流,水體下滲,地下徑流。在ArcGIS 軟件根據研究區(qū)的平均降雨量進行分級,為了便于疊加,不僅要分級還要賦值。
四、評價因子權重的確定
(一)確定評價因子
對評價因子的選取一般根據研究區(qū)域的實地調查特征,一般而言主要選擇坡度、坡向、地層巖性、地質構造、水系和降雨6個因素作為地質災害危險性評價因子。
(二)層析結構的建立
根據確定的6個評價因子建立層次結構圖如下:
(三)構造判斷矩形
構造判斷矩形過程如下:一共分兩層:目標層和準則層。準則層A=滑坡風險。u1=坡度,u2=坡向,u3=巖層巖性,u4=地質構造,u5=水系,u6=降雨。uij表示ui比uj的相對重要性指標。判定表格如下:
(四)計算及一致性檢驗
先求最大特征值λmax,再求λmax對應的特征向量。
一致性指標的計算:
IC=
平均隨機一致性指標RI
一致性比例計算公式:
CR=
CR是隨機一致性比率,CI是一致性指標,RI是平均隨機一致性指標。
如果CR<0.1,則判斷矩陣有很好的一致性,判斷合理。
五、危險性評價
在 ArcGIS對圖層進行柵格處理,單元網格大小一般為nm×nm,網格數目為m 個。對然后將圖層進行疊加,疊加公式為:
Z=
式中:Z—單災種地質災害易發(fā)程度綜合指數;
wi—第 i個評價因子權重;
xi—第 i個評價因子分級所屬值。
六、結語
基于GIS 技術采用地質災害空間數據庫和屬性數據庫建立相應的模型并與層次分析法相結合對滑坡風險評估方便快捷準確。通過本方法可以準確的反映研究區(qū)域內實際滑坡風險,為滑坡災害預報預警工作奠定基礎。
參考文獻
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